停留时间分布的测定
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停留时间分布的测定
实验目的
熟悉停留时间分布测定的基本原理和实验方 法。 掌握停留时间分布的统计特征值的计算方法。 学会用理想反应器的串联模式来描述实验系 统的流动特性。
实验原理
停留时间分布密度函数E(t)就是系统的停留时间分 布密度函数。因此，E(t)dt就代表了流体在反应器 内停留时间介于t到t+dt之间的概率。 在反应器出口处测得的示踪剂浓度c(t)与时间t的关 系曲线叫响应曲线。由响应曲线就可以计算出E(t) 与时间t的关系，并绘出E(t)~ t关系曲线。计算方法 是对反应器作示踪剂的物料衡算：
实验步骤
3 单釜实验 1）将三釜串联的开关关闭，大釜开关打开，管式反应器开关关闭，将示 踪剂加料的三通阀调整到大釜的位置，打开大釜加示踪剂球阀开关，关 闭管式反应器球阀开关，打开泵回流开关。 2）打开总电源开关，并打开泵开关，缓缓打开流量计调节阀，调到适当 的流量位置（若流量偏小可适当关闭泵回流阀）。 3） 缓调节大釜顶部放空阀，让水充满釜，打开搅拌开关，调节搅拌速 率到适当位置。 4） 开加示踪剂开关，以驱赶管路中的气体调整到恰好没有气泡混入釜 中为最佳，关闭加示踪剂开关，运行15min。 5） 开软件，加示踪剂2s ，同时记录数据，并进行处理。 6） 改变电机转数，按照上面相同的步骤重新实验。 7) 改变水流量，按照上面相同的步骤重新实验。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验步骤
2. 三釜串联实验 1) 将三釜串联的开关打开，大釜开关关闭，管式反应器开关关闭，将 示踪剂加料的三通阀调整到三釜的位置，打开泵回流开关。 2) 打开总电源开关，并打开泵开关，缓缓打开流量计调节阀，调到 适当的流量位置（若流量偏小可适当关闭泵回流阀）。 3) 缓缓调节各釜顶部放空阀，让水充满釜，打开搅拌开关，调节搅 拌速率到适当位置。 4) 打开加示踪剂开关，以驱赶管路中的气体调整到恰好没有气泡混 入釜中为最佳，关闭加示踪剂开关，运行15min。 5) 打开软件，加示踪剂2s ，同时记录数据，并进行处理。 6) 改变电机转数，按照上面相同的步骤重新实验。 7) 改变水流量，按照上面相同的步骤重新实验。
Vc(t)dt=QE(t)dt
V表示主流体的流量，Q为示踪剂的加入量。
Q=V ∫ c(t)dt
E (t ) =
C (t )
∫ C (t )dt
C(t) E(t)= ∑ c(t) ∆t
停留时间分布的另一个统计函数是停留时间分布函数F(t)
F(t) = E(t) dt
数学期望对停留时间分布而言就是平均停留时间
E (t )dt t= ∑ E (t )dt
方差是和理想反应器模型关系密切的参数
σ = t E (t ) dt − t
2 t 2
2
实验流程
实验步骤
1. 准备工作： 准备工作： 1) 在室温下， 饱和溶液500ml ，取100 ml。 在室温下，配KCl饱和溶液 饱和溶液 。 从釜中拆下电极头，然后把电极头分别插入KCl饱和溶 从釜中拆下电极头，然后把电极头分别插入 饱和溶 把电导仪打到校正档调满刻度，进行电极校正， 液，把电导仪打到校正档调满刻度，进行电极校正，然 后装好电极。 后装好电极。 2) 把料液槽中加满水，打开泵进口处阀门， 把料液槽中加满水，打开泵进口处阀门，关闭流 量计阀门，检查各阀门开关状况，调整到适当的位置。 量计阀门，检查各阀门开关状况，调整到适当的位置。 3) 饱和KCl溶液，加入示踪剂加料槽的上 溶液， 取400 ml 饱和 溶液 层并封好加料口。 层并封好加料口。 4) 检查各电路开关状况，设时间继电器时间为2s, 检查各电路开关状况，设时间继电器时间为 插上电源，连上计算机接口，打开计算机软件，待用。 插上电源，连上计算机接口，打开计算机软件，待用。
实验步骤
4 实验结束 1) 实验完毕，关闭搅拌开关、泵开关，关上 总电源开关，清洗示踪剂加料槽中的KCl溶液， 放出釜内液体（有必要的话活化电极）。 2) 可把三釜串联开关关闭，打开大釜开关， 将示踪剂加料阀调到大釜位置按上述操作进 行大釜试验，其数据与小釜数据进行比较。
思考题
1. 既然反应器的个数有3个，模型参数N 代表全混反 应器的个数，那么N 是否就应该是3？若不是，为什 么？ 2. 全混反应器具有什么样的特征，如何用实验的方 法判断搅拌釜是否达到全混反应器的模型要求，若 尚未达到如何调整实验条件使其接近这一理想模型。 3. 本实验系统中的管路连接应符合怎样的条件才能 忽略其对反应器停留时间分布测定准确性的影响？ 利用本实验装置进行验证？
实验目的
熟悉停留时间分布测定的基本原理和实验方 法。 掌握停留时间分布的统计特征值的计算方法。 学会用理想反应器的串联模式来描述实验系 统的流动特性。
实验原理
停留时间分布密度函数E(t)就是系统的停留时间分 布密度函数。因此，E(t)dt就代表了流体在反应器 内停留时间介于t到t+dt之间的概率。 在反应器出口处测得的示踪剂浓度c(t)与时间t的关 系曲线叫响应曲线。由响应曲线就可以计算出E(t) 与时间t的关系，并绘出E(t)~ t关系曲线。计算方法 是对反应器作示踪剂的物料衡算：
实验步骤
3 单釜实验 1）将三釜串联的开关关闭，大釜开关打开，管式反应器开关关闭，将示 踪剂加料的三通阀调整到大釜的位置，打开大釜加示踪剂球阀开关，关 闭管式反应器球阀开关，打开泵回流开关。 2）打开总电源开关，并打开泵开关，缓缓打开流量计调节阀，调到适当 的流量位置（若流量偏小可适当关闭泵回流阀）。 3） 缓调节大釜顶部放空阀，让水充满釜，打开搅拌开关，调节搅拌速 率到适当位置。 4） 开加示踪剂开关，以驱赶管路中的气体调整到恰好没有气泡混入釜 中为最佳，关闭加示踪剂开关，运行15min。 5） 开软件，加示踪剂2s ，同时记录数据，并进行处理。 6） 改变电机转数，按照上面相同的步骤重新实验。 7) 改变水流量，按照上面相同的步骤重新实验。
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实验步骤
2. 三釜串联实验 1) 将三釜串联的开关打开，大釜开关关闭，管式反应器开关关闭，将 示踪剂加料的三通阀调整到三釜的位置，打开泵回流开关。 2) 打开总电源开关，并打开泵开关，缓缓打开流量计调节阀，调到 适当的流量位置（若流量偏小可适当关闭泵回流阀）。 3) 缓缓调节各釜顶部放空阀，让水充满釜，打开搅拌开关，调节搅 拌速率到适当位置。 4) 打开加示踪剂开关，以驱赶管路中的气体调整到恰好没有气泡混 入釜中为最佳，关闭加示踪剂开关，运行15min。 5) 打开软件，加示踪剂2s ，同时记录数据，并进行处理。 6) 改变电机转数，按照上面相同的步骤重新实验。 7) 改变水流量，按照上面相同的步骤重新实验。
Vc(t)dt=QE(t)dt
V表示主流体的流量，Q为示踪剂的加入量。
Q=V ∫ c(t)dt
E (t ) =
C (t )
∫ C (t )dt
C(t) E(t)= ∑ c(t) ∆t
停留时间分布的另一个统计函数是停留时间分布函数F(t)
F(t) = E(t) dt
数学期望对停留时间分布而言就是平均停留时间
E (t )dt t= ∑ E (t )dt
方差是和理想反应器模型关系密切的参数
σ = t E (t ) dt − t
2 t 2
2
实验流程
实验步骤
1. 准备工作： 准备工作： 1) 在室温下， 饱和溶液500ml ，取100 ml。 在室温下，配KCl饱和溶液 饱和溶液 。 从釜中拆下电极头，然后把电极头分别插入KCl饱和溶 从釜中拆下电极头，然后把电极头分别插入 饱和溶 把电导仪打到校正档调满刻度，进行电极校正， 液，把电导仪打到校正档调满刻度，进行电极校正，然 后装好电极。 后装好电极。 2) 把料液槽中加满水，打开泵进口处阀门， 把料液槽中加满水，打开泵进口处阀门，关闭流 量计阀门，检查各阀门开关状况，调整到适当的位置。 量计阀门，检查各阀门开关状况，调整到适当的位置。 3) 饱和KCl溶液，加入示踪剂加料槽的上 溶液， 取400 ml 饱和 溶液 层并封好加料口。 层并封好加料口。 4) 检查各电路开关状况，设时间继电器时间为2s, 检查各电路开关状况，设时间继电器时间为 插上电源，连上计算机接口，打开计算机软件，待用。 插上电源，连上计算机接口，打开计算机软件，待用。
实验步骤
4 实验结束 1) 实验完毕，关闭搅拌开关、泵开关，关上 总电源开关，清洗示踪剂加料槽中的KCl溶液， 放出釜内液体（有必要的话活化电极）。 2) 可把三釜串联开关关闭，打开大釜开关， 将示踪剂加料阀调到大釜位置按上述操作进 行大釜试验，其数据与小釜数据进行比较。
思考题
1. 既然反应器的个数有3个，模型参数N 代表全混反 应器的个数，那么N 是否就应该是3？若不是，为什 么？ 2. 全混反应器具有什么样的特征，如何用实验的方 法判断搅拌釜是否达到全混反应器的模型要求，若 尚未达到如何调整实验条件使其接近这一理想模型。 3. 本实验系统中的管路连接应符合怎样的条件才能 忽略其对反应器停留时间分布测定准确性的影响？ 利用本实验装置进行验证？